коэффициент вариации бетона что это и для чего он нужен
Схемы испытания бетона по ГОСТ 22690. Чем отличаются схемы А,Б,В и Г
Коэффициент вариации прочности бетона
Коэффициент вариации показывает относительную изменчивость бетона, тем самым выявляя однородность величин. Он не должен превышать 33%, чтобы мы могли в точности знать однородность измерений или показателей прочности бетона.
Рассчитать его достаточно сложно не искушенному в математических формулах человеку. Если говорить об этом простым языком, то нам нужно понимать, как прочность бетона, измеренная в конкретной точке, отличается от среднего арифметического показателя всех точек поверхности. Коэффициент даст нам возможность понять, насколько рискованно вводить такой бетон в конструкцию возводимого здания, соответствует ли класс бетона требованиям проекта. Это значит, что коэффициент вариации может дать нам информацию о качестве производства бетона, качестве самого материала и его реальной стоимости.
Бетон создается искусственным путем, при этом в нем редко используются только лишь однородные продукты (цемент, песок, вода). В большинстве случаев в бетон добавляется крупный заполнитель, который также влияет на прочностные характеристики в определенных точках. Фактически получается, что плотность бетона в различных его точках отличается от необходимой, и нам стоит провести проверку, чтобы убедиться, влияет ли это на качество бетона, и, если влияет, то каковы значения по разбросу этих показателей.
Бетон классифицируется не только по структуре и плотности, но и по условиям уплотнения. В расчет также принимается назначение бетона и вид заполнителя. Все это определяет коэффициент вариации прочности бетона.
Определение коэффициента вариации при производстве бетона непосредственно на заводе-изготовителе происходит путем отбора проб из массы в количестве 25-30 серий. Важную роль при заборе и подготовке образцов играют условия хранения: на этом этапе нам важно соблюсти условия по назначению бетона, иначе говоря, воссоздать условия твердения бетона непосредственно при возведении конструкции. В этом нам помогут специальные климатические камеры.
По итогам испытания мы выводим коэффициент вариации, который есть частное от среднеквадратичного отклонения и среднего арифметического значения прочности бетона. Чем ниже этот показатель, тем однороднее, а значит, и прочнее будет бетон. По результатам испытания бетону присваивается класс, который влияет на проверку его соответствия проектным требованиям. Присвоенный класс фиксируется в акте испытания и прикрепляется к общему комплекту документов при возведении сооружения.
Коэффициент вариации бетона что это и для чего он нужен
Бетон остается одним из основных материалов при строительстве зданий и сооружении. И, конечно же, важнейшей задачей является контроль прочности бетона бетонных и железобетонных конструкций. Не смотря на введение с 1 сентября 2012 года ГОСТ 18105-2010 «Бетон. Правила контроля и оценки прочности», до сих пор у строителей и контролирующих организаций остается целый ряд вопросов по испытаниям прочности бетона. Рассмотрим основные из возникающих вопросов. Поскольку сборные железобетонные конструкции изготавливаются на заводе, соответственно и контроль прочности бетона производится на заводе, то речь пойдет о монолитных конструкциях изготавливаемых непосредственно на строительной площадке. Отметим только, что контроль прочности сборных конструкций по схемам А и Б проводится по контрольным образцам и вследствие требуемого количеству отбираемых образцов актуально только для заводских лабораторий.
1. Кубики или методы неразрушающего контроля?
Итак, каким же способом проводить контроль прочности бетона. Многие строители по старинке при производстве бетонных работ отбирают образцы (заливают бетон в специальные формы 100×100×100 мм или 150×150×150 мм), залитые кубики хранятся на объекте или в нормальных условиях в лаборатории (причем, зачастую не многие знают, как именно нужно заливать кубики и в каких условиях хранить) и испытываются в промежуточном (7 суток) или проектном (28 суток) возрасте. Что же на это говорит ГОСТ 18105-2010? Согласно п. 4.3 Контроль прочности бетона проводят по одной из четырех схем А, Б, В или Г. По 4.4. для монолитных конструкций контроль прочности проводится по схемам В или Г, которые подразумевают применение неразрушающих методов контроля (см. п. 4.8). Однако в примечании п. 4.3 сказано, что — «в исключительных случаях (при невозможности проведения сплошного контроля прочности бетона монолитных конструкций с использованием неразрушающих методов) допускается определять прочность бетона по контрольным образцам, изготовленным на строительной площадке и твердевшим в соответствии с требованиями 5.4, или по контрольным образцам, отобранным из конструкций. ».
Таким образом, контроль прочности бетона монолитных конструкций необходимо проводить неразрушающими методами контроля. И только в исключительных случаях, когда конструкция сразу закрывается или закапывается и не будет доступа в промежуточном и контрольном возрасте к бетону конструкции прочность определяется по контрольным образцам (кубикам), причем кубики должны храниться на объекте, в тех же условиях что и сама конструкция (п. 5.4).
Также заливка кубиков возможна при входном контроле партии БСГ (бетонной смеси готовой) поставляемой на строительную площадку, в этом случае кубики бетона необходимо хранить в нормальных условиях при температуре (20±3)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%.
2. Схема В или схема Г и что это такое?
Итак, что же такое схемы В и Г и в чем их принципиальное отличие. Схема В и схема Г, это схемы (последовательность действий) по которым проводится контроль и определение фактического класса бетона в конструкции. Описание схем применительно к монолитным конструкциям приводятся в п. 4.8. Главное отличие между схемами состоит в том, что по схеме В рассчитывается коэффициент вариации прочности бетона Vm в контролируемой партии с учетом погрешности применяемых неразрушающих методов при определении прочности. По схеме Г коэффициент вариации не рассчитывается.
Для чего нужен коэффициент вариации? Коэффициент вариации характеризует разброс показаний прочности бетона на проконтролированных участках в конструкции и необходим при определении фактического класса бетона в конструкции. Для монолитных конструкций фактический класс бетона определяется по формуле Вф=Rm/Kт, где Rm — фактическая средняя прочность бетона отдельной партии, МПа, Кт — коэффициент требуемой прочности принимаемый по таблице 2. Из таблицы видно, что чем меньше коэффициент вариации, тем меньше коэффициент требуемой прочности, тем больше будет значение фактического класса бетона. Если говорить проще, чем более постоянны измеренные показания прочности, тем лучше и качественнее бетон и меньше нужен запас прочности чтобы не выйти за пределы требуемого по проекту класса бетона. Поясним, что в общем случае прочность бетона подразделяется на классы В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30; В35; В40 и т. д. Цифра рядом с буквой В означает нагрузку МПа которую выдерживает бетон при раздавливании образца кубика 150×150×150 мм, например В20 означает, что бетонный кубик 150×150×150 мм выдерживает нагрузку в 20 МПа. Поскольку невозможно изготавливать бетон, а тем более монолитную конструкцию с постоянной прочностью в каждом участке и каждой партии, поэтому вводится коэффициент требуемой прочности, который зависит от коэффициента вариации произведенных измерений прочности и, учитывая который, можно гарантировать, что прочность бетона на отдельном участке конструкции не будет меньше прочности проектного класса бетона.
Из всего выше сказанного, вполне логичным напрашивается вывод, что при контроле прочности бетона в монолитной конструкции необходимо применять схему В, которая помимо самой фактической средней прочности бетона партии учитывает еще и фактический коэффициент вариации измеренной прочности, однако есть несколько НО.
Взглянув на п.6 мы видим, что расчет коэффициента вариации отнюдь не простая задача и требует значительных расчетов, но это еще полбеды. Главная загвоздка кроется в требовании п. 5.8 «Общее число участков измерений для расчета характеристик однородности прочности бетона партии конструкций должно быть не менее 20», в п. 5.5 «. контроль прочности бетона косвенными неразрушающими методами проводят с обязательным использованием градуировочных зависимостей, предварительно установленных в соответствии с требованиями ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624. », а также в п. 8.2 ГОСТ 22690-2015 ″ Статистическую оценку класса бетона по результатам испытаний проводят по ГОСТ 18105 (схемы А, Б или В) в тех случаях, когда прочность бетона определяется по градуировочной зависимости, построенной в соответствии с разделом 6. При использовании ранее установленных зависимостей путем их привязки (по приложению Ж) статистический контроль не допускается, а оценку класса бетона проводят только по схеме Г. «
Поясним, что к косвенным относятся такие методы неразрушающего контроля как:
все простые и быстрые методы с помощью которых легко и быстро можно определить прочность бетона.
Прямой неразрушающий метод контроля — метод отрыва со скалыванием.
Таким образом, чтобы провести контроль прочности бетона монолитной конструкции по схеме В необходимо, либо все испытания (не менее 20 для одной партии) проводить методом отрыва со скалыванием, либо предварительно делать градуировку косвенных методов для данной партии бетона, для чего опять же требуются не менее 12 параллельных испытаний косвенным методом и методом отрыва со скалыванием (при этом процедуру придется проводить для каждой новой партии бетона) и в том и в другом случае проведение таких испытаний требует значительных затрат и негативно отразится на внешнем виде (а зачастую и на прочностных характеристиках) конструкции, учитывая требуемое количество измерений методом отрыва со скалыванием.
Единственным применимым и наименее затратным способом контроля прочности бетона остается проведение испытаний по схеме Г без учета фактического коэффициента вариации. Расчет фактического класса бетона производится по формуле Вф=0,8*Rm. Таким образом, обеспечивается необходимый запас вариации прочности бетона.
Стоит отметить, что в случае испытаний по схеме Г, все ж не удастся избежать метода отрыва со скалыванием. Необходимо выполнить процедуру привязки универсальной градуировочной зависимости (обычно указывается в паспорте прибора или в иной нормативной документации на метод контроля) к контролируемой партии бетона путем проведения не менее трех параллельных испытаний косвенным методом и методом отрыва со скалыванием и расчета коэффициента совпадения Кс по приложению Ж ГОСТ 22690-2015, на который будут умножаться все измеренные значения прочности.
Также следует понимать что при оценке класса бетона по схеме Г происходит завышение требуемого значения прочности бетона, так как обычно заводы поставляют бетон по расчетной схеме А с коэффициентом вариации 7-10% для которых Кт варьируется от 1,08 до 1,14, для схемы Г Кт=1,28, таким образом требуемая прочность бетона завода автоматически будет ниже требуемой прочности полученной по испытаниям конструкции по схеме Г.
Приведем пример: завод поставил на объект бетон по схеме А класса В20 с коэффициентом вариации прочности 10%, требуемая прочность такого бетона Rт=Kт*Внорм=1,14*20=22,8 МПа (соответственно и фактические значения прочности в проектном возрасте при правильной укладки и уходу за бетонам будут близки к этой цифре), однако требуемая прочность при контроле по схеме Г будет выше Rт=Kт*Внорм=1,28*20=25,6 МПа.
Поэтому настоятельно рекомендуем строителям оговаривать с заводом схему по которой поставляется бетон. Это позволит избежать перебраковки бетона и сгладить огрехи укладки и твердения бетона (обычно бетон по схеме Г поставляется со значительным запасом прочности).
Выводы:
Начальник испытательной лаборатории ООО «Строй-Эксперт» Мартынов А. В.
Коэффициент вариации бетона что это и для чего он нужен
Правила контроля и оценки прочности
Concretes. Rules for control and assessment of strength
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 18105-2018 с ГОСТ 18105-2010 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2020-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 ноября 2018 г. N 54)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
ЗАО «Национальный орган по стандартизации и метрологии» Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 апреля 2019 г. N 130-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18105-2018 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты«, а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты«. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты«. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2021 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все виды бетонов по ГОСТ 25192, для которых нормируется прочность, и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона при контроле качества бетонных смесей, бетонных и железобетонных изделий и конструкций, в том числе монолитных и сборно-монолитных.
Настоящий стандарт устанавливает общие правила контроля и оценки прочности бетона. Стандарты на отдельные виды бетонов, изделий или конструкций могут содержать дополнительные требования к правилам настоящего стандарта (массивные конструкции, подземные сооружения, торкрет-бетоны, аэродромные и дорожные покрытия, фибробетоны и т.п.).
Настоящий стандарт может быть использован при инспекционном контроле и проведении обследований бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества
3 Термины, определения и обозначения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 анализируемый период: Период времени, в течение которого вычисляют среднее значение коэффициента вариации прочности бетона для партий бетонной смеси или изделий, изготовленных за этот период.
3.1.2 градуировочная зависимость: Графическая или аналитическая зависимость между косвенной характеристикой прочности и прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов.
3.1.3 группа конструкций: Несколько монолитных конструкций из бетона одного проектного класса, объединенных по общим принципам (технологии возведения и формования), изготовленных в течение определенного интервала времени.
3.1.4 единичное значение прочности: Значение фактической прочности бетона нормируемого вида, учитываемое при расчете характеристик однородности бетона:
3.1.5 захватка: Объем бетона монолитной конструкции или ее части, уложенный при непрерывном бетонировании, ограниченный рабочими швами бетонирования или гранями конструкции.
3.1.6 зона конструкции: Часть контролируемой конструкции, прочность бетона которой отличается от средней прочности бетона этой конструкции более чем на 15%.
3.1.7 инспекционный контроль: Контроль, осуществляемый специально уполномоченными лицами с целью проверки эффективности ранее выполненного контроля.
3.1.8 контролируемый период: Период времени, в течение которого требуемая прочность бетона принимается постоянной и назначается в соответствии со средним коэффициентом вариации за предыдущий анализируемый период.
3.1.9 контролируемый участок: Часть изделия или конструкции размерами, обеспечивающими возможность определения единичного значения прочности бетона.
3.1.10 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Неразрушающие методы определения прочности бетона по предварительно устанавливаемым градуировочным зависимостям.
3.1.11 косвенные характеристики прочности (косвенный показатель): Показание прибора при измерении прочности бетона неразрушающими методами.
3.1.12 неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы определения прочности бетона при локальном воздействии на бетон конструкций или образцов без их общего разрушения, основанные на связи косвенных показателей и прочности бетона.
3.1.13 нормируемая прочность бетона: Прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготовляют бетонную смесь, изделие или конструкцию.
3.1.14 партия бетонной смеси: Объем бетонной смеси одного номинального состава, изготовленный за определенное время.
3.1.15 партия изделий: Бетонные и железобетонные изделия одного типа, изготовленные по одной технологии из бетонной смеси одного вида в течение определенного интервала времени.
3.1.16 проба бетонной смеси: Объем бетонной смеси одного номинального состава, из которого одновременно изготовляют одну или несколько серий контрольных образцов.
3.1.17 прямые неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы по ГОСТ 22690, предусматривающие стандартные схемы испытаний и допускающие применение известных градуировочных зависимостей без их привязки и корректировки.
3.1.18 разрушающие методы определения прочности бетона: Методы определения прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.
3.1.19 серия контрольных образцов: Несколько образцов, изготовленных из одной пробы бетонной смеси или отобранных из одной конструкции, твердеющих в одинаковых условиях и испытанных в одном возрасте для определения одного вида фактической прочности.
3.1.20 скользящий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона, рассчитываемый как средний для текущей контролируемой партии и предыдущих проконтролированных партий бетонных смесей или изделий при контроле по схеме Б.
3.1.21 средний коэффициент вариации прочности бетона: Среднее значение коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период при контроле по схеме А.
3.1.22 текущий контроль: Контроль прочности бетона партии бетонной смеси или изделий, а также отдельных монолитных конструкций или их групп, при котором значения фактической прочности и однородности бетона по прочности (текущего коэффициента вариации) рассчитывают по результатам проводимого контроля.
3.1.23 текущий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона в контролируемой партии бетонных смесей, изделий, зоне конструкции, отдельной конструкции или группе конструкций.
3.1.24 требуемая прочность бетона: Минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях бетонной смеси или изделий, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности.
3.1.25 фактическая прочность бетона: Среднее значение прочности бетона, рассчитанное по результатам ее определения в партиях бетонной смеси, изделий или монолитных конструкциях.
3.1.26 фактический класс бетона по прочности: Оценочное значение класса бетона по прочности, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности.